Reports de charge sur les cales mobiles

La dernière partie de l’exploitation de ces trois essais concerne plus particulièrement le comportement du massif de sol avant sa rupture. En effet, lors des étapes successives de création de la cavité, les charges initialement reprises par les dix cales mobiles vont se reporter de part et d’autre des cales abaissées. Ce report de charge peut être étudié grâce aux capteurs d’effort placés dans chaque cale mobile. Trois aspects particuliers sont inté-ressants. Le premier est l’évolution des efforts dans les dix cales étape par étape. Ensuite l’évolution temporelle du report de charges lors d’une étape jusqu’à la stabilisation de nouveaux efforts. Pour finir, l’évolution de la somme des efforts repris par les cales au cours des étapes de création de la cavité.

Le graphe 3.23 illustre l’évolution des efforts de chaque cale en fonction des étapes, pour chaque essai.

Une très nette différence est visible entre les deux premiers essais et le troisième. En fait, pour les deux premiers essais, les cales mobiles ont été légèrement déplacées puis remises à leur place initiale afin de pouvoir enlever les petits films plastiques qui servent à protéger le mécanisme de création de la cavité des infiltrations de colle durant la mise en place du massif de sol. Il semble donc que cette opération perturbe de manière importante les reports de charge sur les cales mobiles durant l’essai. Pour le troisième essai, il ne fût pas nécessaire de déplacer les cales pour enlever les films plastiques de protection. Seuls quelques petits morceaux de film n’ont pas pu être enlevés mais ne gènent en rien le déroulement de l’essai. L’évolution des efforts repris par les cales est beaucoup plus

(a) Essai 1 (b) Essai 2

(c) Essai 3

FIG. 3.23 – Evolution des efforts dans les cales mobiles au cours de la création de la cavité probant. Les essais suivants seront réalisés de la même manière afin de ne pas perturber ces mesures.

Seul cet essai peut faire l’objet d’une interprétation. Il ressort que l’effort moyen initial est d’environ 19 N. Le poids des terrains au-dessus d’une cale est de :

Pcale = S × h × γ = (0.06 × 0.025) × 0.3 × 65000 = 29.3 N

avec S la surface horizontale d’une cale, h la hauteur du recouvrement et γ le poids volumique du matériau de Schneebeli. La charge moyenne appliquée correspond donc à 65%du poids des terres. Il semblerait donc qu’une partie de cette charge soit reprise par le matériau de part et d’autre de la cavité. Le fonctionnement du banc raide semble donc plus proche de la théorie de la galerie illustrée au chapitre 1 page 17 que de la théorie d’une poutre au niveau des réactions d’appuis.

Les reports de charge sont visibles, et plus particulièrement pour les dernières étapes. C’est en effet pour celles-ci que l’intensité du report est la plus importante. Le graphe 3.24, qui illustre l’évolution de la somme des efforts repris par les cales mobiles durant le troisième essai, permet de déterminer à partir de quel moment le report des charges s’effectue en dehors de l’emprise de la cavité.

Alors que la force totale baisse de manière quasi-linéaire pour les trois premières étapes, une brusque remontée apparaît pour la quatrième étape de création de la cavité. Cette variation ne peut être expliquée que par l’apparition d’une fissuration au sein du banc raide qui est donc venu prendre appui sur les deux dernières cales en place.

FIG. 3.24 – Evolution de la somme des efforts repris par les cales mobiles pour l’essai 3

FIG. 3.25 – Evolution au cours du temps du report de charge - Exemple de l’étape 4 de l’essai 3 Etape Temps Etape 1 11 s Etape 2 10 s Etape 3 20 s Etape 3 40 s

TAB. 3.4 – Durées nécessaires pour atteindre la stabilisation des reports de charges - Essai 3

Les valeurs d’effort présentées jusqu’à présent sont les valeurs moyennes des paliers atteints à la fin de chaque étape de création de la cavité. Cependant les efforts repris par les cales évoluent au cours du temps. Si l’on considère un intervalle temporel débutant au moment où deux cales sont abaissées et allant jusqu’à la fin de cette étape, on peut tracer l’évolution au cours du temps des charges reprises par les deux cales voisines. Les résultats obtenus figurent sur le graphe 3.25.

Il apparaît que le report des efforts prend un certain temps, de l’ordre de 40 secondes pour chacun des deux capteurs. Le tableau 3.4 récapitule les temps nécessaires pour at-teindre les paliers des reports de charge pour les quatre premières étapes de l’essai 3.

Pour les deux premières étapes, le temps est sensiblement constant, proche d’une di-zaine de secondes. Par contre, pour l’étape trois, le temps nécessaire commence à aug-menter, de même pour l’étape quatre. Il est envisageable de supposer que plus le temps nécessaire à l’obtention du palier par le report de charge est important, plus la cavité est proche de la rupture. Même s’il n’est pas pour l’instant possible de vérifier ce phénomène sur les deux autres essais, ce comportement sera aussi étudié sur les futurs essais.

A partir de ces résultats, une nouvelle campagne d’expérimentations peut être effec-tuée avec comme objectif d’évaluer la répétitivité des essais. Cette campagne de test s’at-tachera aussi à vérifier les différents comportements observés sur les essais présentés ici.